如何在 ProENGINEER 中使用自顶向下方法设计连杆.docx
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如何在ProENGINEER中使用自顶向下方法设计连杆
此组件由一个液压圆柱体、几个连杆零件和一个滚柱装置组成。
我们先使用标准模板创建一个组件，以此开始建模过程：
将此组件命名为top-level.asm；
接着在top-level.asm中创建一个骨架模型；
选择“在组件模式下创建元件”图标，在当前组件中创建一个新的零件；
选择“骨架模型”，接受缺省的名称：
使用“复制现有”方法，然后选择您公司的起始零件以用作骨架模板。
如果没有起始零件，则使用Pro/ENGINEER的缺省模板创建一个。
然后，可以浏览到此零件，并将其用作“复制自”选项。
接下来，右键单击TOP-LEVEL_SKEL.PRT，并在其自己的窗口中打开它。
我们在此窗口中将创建连杆系统的布局。
这类似于在2D软件包中放置连杆。
接着，为基础位置创建三个点，这些点将代表不会移动的点。
可以在建模过程的后面阶段使用Pro/ENGINEER行为建模扩展来优化这些点。
利用草绘基准点工具能很好地创建这些点。
也可以在“插入”à“模型基准”à“点”à“草绘”下找到此特征。
选择在其上进行草绘的平面，然后创建三个点。
在本例中，使用“前”平面作为草绘平面，并使用“右基准”平面作为右查看参照。
（图1）
请注意，有一个点在缺省的坐标系上，而另外两个点标出了尺寸：
PNT0将用于确定圆柱的销钉接头位置；
PNT1将用于确定“V”形支架的位置；
PNT2将用于确定滚柱拉杆的固定位置。
接下来，我们将为连杆草绘以下部分：
“V”形支架；
滚柱拉杆；
从V形支架到滚柱拉杆的连接连杆。
让我们从V形支架开始：
创建一个草绘基准曲线特征；
使用在草绘基准点特征时所用的同一草绘平面和视图参照，只需选择“使用先前的”按钮即可。
图2中显示了创建草绘的步骤：
草绘一个圆，圆心在PNT1，半径值为6”；
将此圆切换为构造圆；
草绘两条中心线，使它们各偏离垂直中心线22.5度，如图所示；
创建三个直径为1”的圆，一个圆心在PNT1，另两个圆心在半径为6”的构造圆与两条22.5度中心线的相交处。
此草绘将代表V形支架的三个孔位置。
接着，创建滚柱拉杆的草绘。
使用相同的草绘基准曲线特征，另外还使用先前的草绘平面参照。
图3中显示了创建草绘的步骤：
参照：
选择PNT2以及通过V形支架草绘创建的右上方圆的圆心，以作为草绘参照捕捉。
使用“草绘点”图标在PNT2和通过V形支架草绘创建的右上方的圆上创建草绘点。
如上所示，草绘第三个点；
从这些草绘点中的每一个创建两条中心线，使它们在第三个点的位置相交，如图所示；
现在，可以创建角度尺寸标注形式，如上所示；
分别在第一个和第三个点的位置创建一个直径为1”的圆。
最后，创建最后一个草绘，即从V形支架到滚柱拉杆的连接连杆草绘。
使用相同的草绘曲线特征，另外还使用先前特征中的相同草绘平面。
如图4中所示草绘连杆：
用于创建此草绘的步骤：
参照：
选择两个现有的圆作为草绘参照。
在现有的圆上创建2个圆，如图所示；
创建2个半径为1”的更大的圆；
创建切线并修剪到半径为1”的圆。
最后要创建的特征是位于草绘圆的所有圆心处的基准点和轴。
很重要的是，在每个圆的所有圆心处存在一个将用于组件机构约束的轴。
现在，创建要在组件中使用的各个零件。
创建V形支架零件
创建新零件–将其命名为V_BRACKET.PRT，使用缺省模板。
接着将它装配到TOP-LEVEL.ASM中–让零件在工作空间中保持封装状态。
选择“确定”按钮即可。
这将使零件处于无任何约束的状态（将在后面添加约束）。
激活此零件以在其内部创建特征。
右键单击V_BRACKET.PRT并选择“激活”。
选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的V形支架草绘中选择3个圆。
在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从TOP-LEVEL_SKEL.PRT和V_BRACKET.PRT中选择缺省的坐标系。
创建其他特征以产生如图5所示的最终零件：
现在，编辑v_bracket零件的定义，并从轴A_6和top-level_skel零件上的对应轴创建销钉接头，然后为每个轴选择“前”平面（如果它是垂直于销钉的轴的平面）。
（图6）
建滚柱拉杆零件
创建新零件–将其命名为ROLLER_TENSION.PRT，使用缺省模板；
接着将它装配到TOP-LEVEL.ASM中–让零件在工作空间中保持封装状态；
像前面一样选择“确定”按钮即可；
激活ROLLER_TENSION.PRT；
选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的滚柱拉杆草绘中选择两个圆。
在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从TOP-LEVEL_SKEL.PRT和ROLLER_TENSION.PRT中选择缺省的坐标系。
创建其他特征以产生如图7所示的最终零件。
现在，编辑定义，并在A_4轴和top-level_skel零件上的对应轴之间定义销钉接头连接，然后为每个轴选择“前”平面（如果它是垂直于销钉的轴的平面）。
（图8）
创建从V形支架到滚柱拉杆的连接连杆
创建新零件–将其命名为CONNECT_LINK.PRT，使用缺省模板；
接着将它装配到TOP-LEVEL.ASM中–让零件在工作空间中保持封装状态；像前面一样选择“确定”按钮即可；
激活CONNECT_LINK.PRT；
选择“插入”à“共享数据”à“复制几何”；
从对话框中选择“曲线参照”；曲线链；
从先前定义的连接连杆草绘中选择两个圆。
另外，还选择连杆的外部曲线以用于零件的伸出项。
在退出此对话框前选择“外部化”选项，选择“确认”以外部化特征，然后分别从TOP-LEVEL_SKEL.PRT和CONNECT_LINK.PRT中选择缺省的坐标系。
创建其他特征以产生最终零件。
（图9）
现在，重新装配CONNECT_LINK.PRT。
编辑零件的定义；从组件约束中选择“连接”选项卡。
向V_BRACKET.PRT添加一个销钉接头。
向ROLLER_TENSION.PRT添加一个圆柱接头。
（图10）
现在，要做的是添加圆柱组件和滚柱。
装配ROLLER.PRT。
（图9）
将轴插入到ROLLER_TENSION.PRT的镗孔中；
将轴的末端与ROLLER_TENSION.PRT的端面对齐；
现在，用位于骨架零件的PNT0处的销钉接头和V形支架的圆柱接头装配CYLINDER.ASM。
（图10）
在圆柱滑块接头上放置一个驱动器，以模拟运动范围。
首先，需要处于“机构”应用程序内才能定义驱动器。
选择“应用程序”à“机构”；
定义一个伺服电动机：
选择“机构”à“伺服电动机”à“新建”；
从圆柱组件中选择滑块接头；
将“模”更改为一个余弦函数；输入值A=1.75（由于需要总行程为3.5”，因此振幅等于总行程除以2）C=3.25这是我们需要的偏距。
这将使圆柱的行程介于1.5”到5”（总行程）之间。
现在，设置一个分析以查看机构。
选择“机构”à“分析”并填写以下信息：
确保将类型切换为“重复的组件”。
现在，可以输出影片以显示动画：
选择“机构”à“回放”；
选择“播放”按钮。
现在标准的VCR控件允许我们播放、倒回、逐帧播放动画，或将动画捕获到mpg影片文件中。
现在，我们准备使用Pro/ENGINEER行为建模扩展来优化设计。
我们需要确定滚柱零件的总行程，并需要确定角行程。
因此，我们将设置一些测量特征。
选择“应用程序”à“标准”以返回到“组件”菜单；
选择“插入分析”图标，然后创建“测量”à“距离”；
选择滚柱零件的轴和缺省的组件平面（ASM_RIGHT）。
现在，可以捕获滚柱的总行程。
再次选择“插入分析”图标。
这次我们将创建一个运动分析。
选择“下一个”；
选择“距离”参数；
选择“运行”。
这将创建滚柱总行程的控制曲线。
现在，捕获最小值和最大值。
您必须选择MIN_DISTANCE和MAX_DISTANCE，并将选择改变为“是”，以便将这两个值存储为特征参数。
（图11）
现在，可以创建另一个分析特征，以捕获总行程。
再次选择“插入分析”图标。
这次创建一个关系特征；
选择“下一个”；
如图中所示创建以下方程：
使用“参数”图标访问前一个分析特征中的MIN和MAXDISTANCE的特征参数。
现在，可以创建一些敏感性研究，以查看骨架模型中的尺寸变化如何影响行程参数。
选择“分析”à“敏感度分析”；
选择图12中所示的红色尺寸：
出图先前定义的行程参数。
“敏感度分析”特征允许您演示“如果...怎样”方案，以查看如果模型尺寸发生变化的话分析参数会发生什么情况。
这将只通过指定的尺寸范围再生模型，然后将尺寸范围恢复为其原始值。
请注意，可以通过值范围控制任何尺寸，甚至可以控制零件级特征尺寸。
这是优化设计的重要的第一步。
一旦运行此研究并且参数值处于研究的范围内，就可以开展“可行性/优化”研究，以取得所需的参数。
可以设置可行性研究，以指定精确的行程值（图12）：
由于我们利用骨架零件作为参照来构建组件，因此，我们只得借助于单一来源来访问点位置、连杆长度等的所有控制尺寸。
利用此方法可轻松地在设计阶段中以较短的时间优化设计。
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